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摘要：随着科学技术的不断进步，电力事业也有了很大发展。在输电线路设计中，线路的防雷有着非常重要的作用，如果线路防雷存在问题，输电线路遭到雷击后其电气元件在高温高压下极易损坏导致线路故障。本文就输电线路发生雷击事故的原因进行分析，根据各种情况对差异化防雷进行研究和应用，并提供了多种根据当地地理、气象等因素的防雷措施。
关键词：输电线路；差异化；防雷；技术与策略；
输电线路的防雷系统主要是由输电线路、外部设施的防护系统及变电站防护系统组成。输电线路绵延几十公里甚至几百公里，由于架设距离长、沿途地理和气象环境复杂，很容易遭受雷击。虽然采取了防雷措施，但是因雷击而导致的跳闸现象仍经常发生，雷击跳闸事故的频繁发生，会引起严重的电网事故。例如，2009年8月山西某变电站220KV线路短时间内遭受数次雷击，开关断口被击穿，导致设备完全损坏、母线失电。2009年7月某大型水电站因线路遭雷击跳闸，导致水电厂切机甩负荷。鉴于输电线路雷击的严重性，电力、防雷等行业的专家一直在努力研究输电线路的防雷。
1、输电线路易发生雷击事故的原因
1.1输电线路与雷电活动的相关性
输电线路一般架设在复杂多变的地理环境中，且以露天架设为主。根据电力资料统计，平原地区输电线路遭受雷击的可能性相对较小；由于丘陵、山区等地形不规则，雷电活动频繁，雷电对输电线路的影响较大；沿海地区的输电线路，更易遭受雷电危害。
1.2输电线路杆塔在高度参数设计方面欠缺合理性
架设输电线路的线路杆塔如果在高度参数设计方面不够合理，对于线路本身的防雷能力也是至关重要的。这主要是因为高度参数设计不合理不仅会增加档距，增大导线闪络的发生概率，而且会使档距不均匀，减少了塔身和上空之间的距离，这两个原因都会加大塔身的雷击概率。目前线路杆塔高度参数设计不够合理是输电线路防雷亟需解决的问题之一。
1.3防雷设计不合理
杆塔接地电阻直接影响输电线路耐雷水平。在树木、地理、气象环境等各种因素的影响下，输电线路的耐雷水平被不断降低，加上杆塔接地电阻的影响，杆塔耐雷水平直线下降。还需要提出的是，在输电线路设计过程中这几个问题常常被设计人员忽视，尤其在杆塔接地电阻设计方面仅依靠对确定土壤电阻率数值的局部测量完成，输电线路的实际防雷效果得不到提升。
2、输电线路差异化防雷
2.1架设接闪线和埋设接地装置
架设接闪线和埋设接地装置的主要功能是防止雷击线路产生的雷电流导致跳闸和击断线路。因此，可以在一些比较确定的区域局部架设接闪线，如闪电频繁，地形复杂，难以确定的区域。对于大于110kV线路的接闪线，保护角小于10度，大于500kV线路应架设双接闪线，保护角为负。此外，独立接闪杆应根据土壤电阻率进行接地设计，保证接地阻值符合规范要求，一般为≤10Ω。
2.2增大绝缘水平
由于杆塔在雷击时顶部和底部的电差距较大，塔顶电位高，对导线的放电闪络概率也相对较高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，为了提高线路防雷性能，可以在雷击频繁的几条线上增加绝缘片，以提高线路绝缘水平。为了更好地降低雷电的破坏程度，根据SDJ7-79，全高度超过40m的接闪线塔，每增加10m，应该增加一片绝缘子。
2.3降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻是线路防反击的有利措施，而土壤电阻率对接地电阻会产生直接的影响。在土壤电阻率低的区域，较低的接地电阻容易达到；对于高土壤电阻率的地区，可以采用加多根放射形接地体、降阻剂、换土等方法处理。
2.4架设耦合地线
架空线路导线下面（或其附近）增设的架空地线称为耦合地线，用来提高耦合系数，通常在雷电高发区域使用。其作用是为了增加接闪线与导线之间的耦合效应，使线路绝缘体上的过电压降低，在雷击塔顶时，增大向相邻杆塔分流雷电流。运行结果表明，它可以减少50％的失败率。耦合地线通常采用镀锌钢绞线。
2.5采用不平衡绝缘方式
这一方法的核心是通过同杆塔双回线路绝缘子个数之间的差距来实现不平衡绝缘。在某种意义上，每个回路的绝缘片数量是一样的。发生闪络现象后，会使电线具有接地的作用。这时，对另一个电路来说，就可以使它的耦合效应增加，相应的耐雷水平也有所提高，在一定程度上，可以确保生产线路的正常工作，这种方法通常用于高压和超高压线路，并且得到了越来越广泛的应用。
2.6采用消弧线圈接地方式
中性点不接地或经消弧线圈接地模式可以用在小于110kV电压和接地电阻稳定、雷电活动高发的电网系统中。消弧线圈可以消除雷击闪络接地故障，并防止其继续产生频率电弧。它的基本原理和不平衡绝缘方式有一定的相似之处，都是用增加分流以及耦合作用来提高线路耐雷水平。
2.7线路装设自动重合闸装置
自动重合闸装置的作用是当线路雷击跳闸后自动合闸回复供电。据统计，在雷击故障中瞬时性故障的比例近90％，由于线路绝缘具有自身的恢复性能，因此当雷击闪络发生时，它能通过与自动重合闸装置的配合，使电路恢复供电。因此，规则中要求“所有线路应配备三相或单相重合闸”，同时也强调了“在高土壤电阻率地区输电线路必须配备自动重合闸装置”。装设自动重合闸装置是一种有效的防雷措施。
3、结束语
综上所述，作为我国电力系统不可或缺的重要组成部分之一，输电线路的重要性不容小觑，它对于电网系统的长期稳定运行有着深远影响。我们知道，在各种因素的影响下，输电线路的雷击问题很难避免，考虑到雷击事故的恶劣影响，为了尽可能保障线路运行的稳定性与安全性，我们需要从技术角度出发采取有效的防雷控制策略。输电线路在传统防雷装置设计方面相对简单，防雷效果也欠缺针对性，差异化防雷装置的应用是对传统输电线路防雷装置弊端的有效弥补，能够在设计过程中充分考虑到地形、线路特点、气候等因素对输电线路防雷效果的影响，在综合分析和评价后提高输电线路防雷的实效性。同时这样的防雷装置在安装之后必定能够达到较好的线路防雷效果，避免雷击造成的输电线路运行事故。由此可见差异化防雷技术的应用是十分必要的。需要注意的是，输电线路差异化防雷策略的制定也应当积极与当地雷电活动特点及地形等因素相结合，保证安装方案的可行和有效，这也是降低输电线路雷击概率的关键。
参考文献
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作者简介：张丽（1982-），女，汉族，籍贯：山西省文水县，2010年毕业于中北大学，学历：本科，从事专业：雷电防护，职务：主检工程师，职称：助理工程师。
论文作者:张丽,王聪亮 候晋华, 张庆, 张倩
论文发表刊物:《电力技术》2016年第7期
论文发表时间:2016/10/17
标签：线路论文; 防雷论文; 杆塔论文; 雷电论文; 电阻率论文; 装置论文; 电阻论文; 《电力技术》2016年第7期论文;